Question

14．M、N两个容器中均发生反应：A（g）+3B（g）?2C（g）△H=-192kJ•mol^-1．隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动．向M、N中，都通入x mol A和y mol B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变．下列说法正确的是（　　）

• A． 若x：y=1：2，则平衡时，M中的转化率：A＞B
• B． 若x：y=1：3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%
• C． 若x=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.4mol A时，v_正＞v_逆
• D． 起始时，分别向M、N两个容器中加入1molA和1molC，达到平衡时，容器M、N中物质A的体积分数：M＜N

Answer 1

分析 M容器保持恒容，N容器保持恒压，由于反应前后的气体系数和不等，所以两个平衡态也不一样，
A、由于x：y=1：2，即y=2 x，设反应中消耗掉amolA，用a表示参加反应的B的物质的量，表示出转化率，据此比较；
B、题目中热化学方程式的意义为1molA完全反应，放热192 kJ，根据实际放出的热量计算参加反应的A的物质的量，进而表示出转化率进行判断；
C、根据平衡时C的物质的量，利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量，进而计算平衡常数．再通入0.4 molA时，假定平衡不移动，恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，据此计算通入0.4 molA时瞬间体积，再计算各物质的量的浓度，进而计算浓度商，与平衡常数比较，判断平衡移动，据此确定；
D、加入1molA、1molC相当于加入1.5molA、1.5molC，由于压强不同，达到平衡时A的体积分数不同．

解答 解：M容器保持恒容，N容器保持恒压，由于反应前后的气体系数和不等，所以两个平衡态也不一样，
A、x：y=1：2，即y=2 x，设反应中消耗掉amolA，则：
           A（g）+3B（g）?2C（g）
初始（mol）：x     2x       0
变化（mol）：a     3a     2a
故A的转化率=$\frac{a}{x}$，B的转化率=$\frac{3a}{2x}$，则平衡时，M中的转化率：A＜B，故A错误；
B、题目中热化学方程式的意义：若1molA完全反应，放热192 kJ，当M中放出热量172.8 kJ时，参加反应的A的物质的量为$\frac{172.8kJ}{192kJ}$×1mol=0.9mol，故A的转化率为$\frac{0.9}{x}$，故B错误；
C、x=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，则：
      A（g）+3B（g）?2C（g）
起始：1.2     1
反应：0.2     0.6     0.4
平衡：1       0.4     0.4
故A、B、C的平衡浓度分别为0.5mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，
则平衡常数K=$\frac{0．{2}^{2}}{0.5×0．{2}^{3}}$=10
原平衡体系中，2.0L容器中含有分子物质的量为1.0+0.4+0.4mol=1.8mol，当加入0.4molA，体系瞬间有分子物质的量为（1.8+0.4）mol=2.2mol，N容器恒温、恒压，则容器体积比=气体的物质的量比，即：2.2mol：1.8mol=V：2L，瞬间总体积（V）变为$\frac{2.2mol×2L}{1.8mol}$=2.44L，此时的浓度商Qc=$\frac{（\frac{0.4}{2.44}）^{2}}{\frac{1.4}{2.44}×（\frac{0.4}{2.44}）^{3}}$=10.6，Qc＞K，所以，平衡要逆向移动，即v（正）＜v（逆），故C正确；
D、起始时，分别向M、N两个容器中加入1molA、1molC，相当于加入1.5molA、1.5molC；由于M和N的反应条件不同，该反应又是体积缩小的反应，N中压强大于M，平衡向着正向移动，所以达平衡时，容器M中物质A的体积分数大于N，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学平衡的计算、平衡常数的计算等，难度较大，D选项为易错点、难点，注意根据平衡常数判断平衡移动方向，A选项中注意数据的分析处理．